火灾和爆炸危险是锂离子电池在电动汽车和储能系统中广泛应用的主要障碍。尽管降低LIBs中线性有机碳酸盐电解质的可燃性是解决热安全问题的一个有效方案,但这往往是以牺牲电池性能和成本为代价的。在此,韩国科学技术院Minah Lee、韩国工业技术研究院Jayeon Baek、蔚山国立科学技术研究所Dong-Hwa Seo将分子工程线性有机碳酸盐作为安全锂离子电池的不燃电解质。
本文要点:
1) 作者通过将烷基链延伸和烷氧基取代相结合,同时降低溶剂挥发性和提高溶剂化能力,证明了线性碳酸酯的分子工程为实现热稳定的高性能电池提供了一条可行途径。尽管定制分子双(2-甲氧基乙基)碳酸酯(BMEC)的闪点比传统电解质高90°C,但电解质质量仍然保持不变,使石墨和富镍层状氧化物的电极组合能够在实际的软包电池中长时间循环500次。
2) 此外,与商业电解质不同,作者证明,在带电电极存在的情况下,BMEC电解质在热/机械/电气滥用条件下有效地缓解了热量和反应性气体的释放,从而防止了4 A h软包电池在钉子穿透时的热爆炸。
Jina Lee et.al Molecularly engineered linear organic carbonates as practically viable nonflammable electrolytes for safe Li-ion batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00157A
https://doi.org/10.1039/D3EE00157A